粗粒料级配缩尺中相似比例对密度影响的试验研究

针对粗粒料密度研究中变量复杂问题,为探究不同相似比例n值对试验材料密度变化的影响规律,以红石岩堰塞坝料的两条代表性级配为研究对象,在相同的试验条件和参数标准下,分别研究不同变量指标对密度的影响。结果显示:最大干密度和最小干密度均随相似比例n值的增加呈先增加后减小的变化趋势;同时,由于相似比例n值的不同引起了其它级配特征值的变化,材料P5含量在小于30%范围内变化时对最大干密度的影响较为明显,随P5含量的增大呈增大趋势;Cu/Cc对密度的影响与P5相似,下凹型级配中最大干密度和最小干密度随中值粒径d50增大呈先增大后减小,总体趋于减小的变化规律。结果表明:相似比例n值会影响材料之间粗细颗粒的填充关系,对下凹型级配曲线密度产生明显影响,对平均级配曲线影响较小,室内试验时需选择适宜的相似比例。     

缩尺方法对粗粒料密度和渗透性影响的试验研究

依据规范推荐的粗粒料超径处理方法,对最大颗粒粒径为200 mm的宽级配料进行缩尺,控制最大颗粒粒径分别为60,20 mm,获取多条模拟级配,对原始级配、模拟级配粗粒料进行最大干密度试验和渗透试验,以研究不同缩尺方法、不同最大颗粒粒径条件下,粗粒料密度和渗透性的变化规律。结果表明:对于最大干密度试验,采用同种缩尺方法获取的最大干密度随最大颗粒粒径的减小而减小,表明粗颗粒的骨架作用显著。因缩尺后的P5含量使细颗粒处于较好的填充状态,可获得较高的最大干密度,其模拟级配试验值更接近原始级配,在此原则下相似级配法和混合法优于剔除法和等量替代法。对于渗透性试验,采用同种缩尺方法处理的最大颗粒粒径较小的试样,其渗透性也较小。细粒料土(尤其是粒径小于5 mm)的含量对渗透系数起到控制作用,缩尺处理应以尽量不改变较细粒料土的含量为原则。此原则下等量替代法最适用。     

级配缩尺对堆石压缩特性影响试验研究

选用两项工程筑坝堆石材料,将原级配堆石料按不同的缩尺方法和不同最大控制粒径进行缩尺,并对同种堆石材料选取相同的相对密度控制指标,研究了缩尺后堆石材料压缩特性的变化规律和级配特征对压缩特性影响规律。结果表明:缩尺后堆石材料的压缩模量随缩尺后最大粒径和各特征粒径的增大而减小,粒径增大约3倍,压缩模量减小幅度可达约1/2,随原级配最大粒径的增加,缩尺后材料的控制粒径对压缩模量的影响更为显著;缩尺后材料级配的不均匀系数越大,压缩模量越小,曲率系数越大,压缩模量越高,采用等量替代法缩尺获得的堆石材料压缩模量随粒径增大的减小幅度大于采用相似级配法后的值。对于不同的堆石材料,由于母岩岩性以及材料原级配等方面存在差异,研究成果有待更多验证。     

砂卵石最大干密度的试验研究

使用邛崃市西河古河床中天然级配及人工级配的砂卵石进行最大干密度的试验，研究了盖重、振动历时、含水量、装料方式、含砂率、最大粒径等因素对最大干密度的影响．试验结果可供室内试验与现场施工参考。     

粗粒土渗透系数影响因素试验研究

粗粒土的渗透系数大小与土体类型、物质成分、颗粒级配、颗粒形状、密实度等因素相关.通过室内试验研究了土体颗粒形状、颗粒级配和试样密实度对粗粒土渗透系数的影响.采用正交法设计了9组常水头渗透试验,通过对试验结果进行极差及方差分析,确定了渗透系数随3种影响因素的变化情况.试验结果表明,渗透系数随颗粒级配特征值d20和曲率系数的增大而增大,随干密度的增大而减小,随颗粒球形度的增大而减小.     

表面振动压实仪法测定粗粒土密度的影响因素

我国相关规范测定粗粒土最大干密度的方法之一为表面振动压实仪法,该法规定的激振时间及表面压重主要参考国外相关规范,国内这方面研究较少.采用表面振动压实仪法测定了2种粗粒土多种级配土料的干密度,研究了激振时间及表面压重对粗粒土干密度的影响规律.试验表明,在试验时间(8 min)内,粗粒土干密度和相对密度都随激振时间的增加而增大,但增幅逐渐减小;激振时间达到6 min时,干密度和相对密度基本达到最大值,趋于稳定.不同压重下的粗粒土干密度测定试验结果表明,在一定的压重范围内,粗粒土干密度和相对密度都随着压重的增加而增大,且增幅逐渐减小.     

宽级配砾质土击实特性试验研究

为分析宽级配砾质土的压实特性,通过室内试验,对影响宽级配砾质土压实效果的因素进行全面总结和分析。试验结果表明,宽级配砾质土击实时干密度和含水率关系曲线呈上凸的抛物线型,具有一个最优含水率。击实后试样的最大干密度随砾石含量的增加呈现出先迅速增大,之后逐渐减小的变化规律。随着砾石含量的增加,宽级配砾质土的最优含水率先逐渐减小,之后基本稳定。     

黑河大坝坝壳砂卵石料设计干密度的确定

本文在黑河大坝坝壳砂卵石料最大干密度室内试验和现场碾压试验结果的基础上，通过对目前最大干密度试验和确定方法以及设计干密度计算方法的分析比较，最终确定了坝壳砂卵石料在设计相对密度下的设计干密度值。提出在设计阶段渐近线法的结果可用来确定砂卵石料的设计干密度。     

剔除延伸法在砂卵砾石最大干密度试验中的应用

结合三岔河水电站移民安置点防洪堤工程实践,采用逐级剔除粗粒料、对剩余料进行最大干密度试验的方法,得出粗粒土最大干密度与剔除后剩余料百分含量之间存在线性关系,由此延伸求取原级配砂卵砾石料的最大干密度,解决了超粒径材料最大干密度试验困难的难题。     

基于颗粒堆积算法的堆石料压实密度预测研究

堆石料的压实密度是反映其工程力学特性的重要指标。提出了一种基于降维映射的颗粒堆积算法,仅有一个模型参数即可在给定堆石料级配的情况下实时预测当前级配下的最大干密度。与试验结果对比发现,该算法能够较好预测给定的连续、间断级配堆石料最大干密度,为堆石料级配的高效优化设计提供了新思路。采用该算法模拟了堆石料细料截断和缩尺对堆石料压实密度的影响,结果表明：本算法可以较好地根据缩尺后的结果预测原型级配的堆石料压实密度,但堆石料压实密度的缩尺效应预测存在细料截断误差,误差与细料含量呈正相关;堆石料缩尺后粗料部分骨架的孔隙尺寸降低,有降低压实密度的趋势,而缩尺时增加的细料含量对密度的影响并无统一的规律,而是与粗料和细料的具体粒径分布相关。     

级配特征对筑坝砂砾料填筑标准的影响

筑坝砂砾料填筑标准具有级配相关性,在砂砾料筑坝施工质量控制中,目前仅以含砾量来表征级配对碾压干密度的影响,未考虑级配形状和最大粒径不同对砂砾料填筑标准的影响。为了研究这种影响,评估目前单一依靠含砾量来表征级配特征对干密度影响的合理性,设计了含砾量相同而级配曲线形状和最大粒径不同的两组级配曲线,结合实际施工振动碾压条件,通过现场密度桶法,研究了含砾量相同时不同级配形状特征和最大粒径对原级配筑坝砂砾料填筑标准的影响。研究表明,控制含砾量相同时,级配曲线形状对砂砾料最大、最大小干密度有一定影响,随级配参数m和b的增大,砂砾料的最大、最小干密度均呈现减小的趋势。在含砾量和级配参数m相同时,不同最大粒径级配的砂砾料的最大、最小干密度也有差异。表明不同级配特征和最大粒径对筑坝砂砾料填筑标准的确定有一定影响,建议结合具体工程进一步对级配特征和最大粒径对筑坝填筑标准影响的敏感性及对施工质量控制带来的影响进行评估。     

狮泉河水电站粘土心墙土石坝掺和料最大干密度及颗分关系试验

由于掺和料的最大干密度受反滤料与粘土料的掺和比例、反滤料含砂率的影响较大,因此,拟通过本试验确定掺和质量比在(46~54)∶(54~46)范围变化时,反滤料含砂量变化对最大干密度的影响程度及相关参数,从而确定心墙掺和料填筑的实际压实度。     

细粒含量对垫层料冻胀性的影响

基于对寒冷地区面板堆石坝垫层冻胀变形大小进行研究,以细粒含量为研究重点,利用自制的试验装置,进行了系列室内冻胀试验,研究了不同细粒含量、相对密度对垫层料冻胀变形的影响规律。试验发现:细粒含量较小时,试样冻胀率随相对密度增大而增大;而细粒含量较大时,试样冻胀率随相对密度的增大先增加后减小。对基于孔隙模型试验结果的分析表明:垫层料冻胀率随表观孔隙数量n的变化呈现先增大后减小的规律,即存在一个临界值n*,当表观孔隙数量n超过该临界值时,垫层料冻胀率随表观孔隙数量n的增大反而减小。提出了有效孔隙数量n'的概念和计算办法,分析试验结果显示,垫层料冻胀率随有效孔隙数量n'呈单调变化趋势。     

应用GA-BP神经网络预估砾类土的最大干密度

建立砾类土最大干密度预估模型,为控制砾类土工程填筑压实质量、选取满足工程压实性能要求的砾类土提供最大干密度预估参考。颗粒级配是决定砾类土最大干密度的关键因素,收集并整理得到92组砾类土数据,以全级配(d₁₀～d₁₀₀)作为BP(GA-BP)神经网络的输入变量,利用遗传算法优化BP神经网络的初始权值与阀值,构建基于BP神经网络和遗传算法的砾类土最大干密度预估模型,并与BP神经网络进行对比。86组训练样本预估结果的平均相对误差为0.54%,决定系数为0.983;6组检测样本预估结果的平均相对误差为0.57%,证明该网络模型泛化性能良好。采用GA-BP神经网络,由全级配能较好地预估砾类土最大干密度,收敛速度、预估精度及泛化性能均优于标准的BP神经网络模型。     

石膏对黄土力学性能的影响研究

为了探索石膏对黄土强度的作用规律,以石膏含量、干密度、含水量为因子,设计正交试验方案,通过全自动三轴仪试验研究石膏对黄土力学性能的影响。结果表明,黄土的强度随干密度、石膏含量的增大而增大,随含水量的增大而减小;应变随干密度、石膏含量的增大而减小,随含水量的增大而增大。3个因子中干密度的影响最显著,其次是石膏含量和含水量。石膏含量是影响黄土力学性能的重要因素,黄土中添加石膏能使黄土的强度提高、变形减小、水敏性降低。     

宽级配砾质土三轴渗透试验研究

为研究宽级配砾质土的渗透特性,对不同砾石含量的宽级配砾质土进行了一系列的三轴渗透试验。试验结果表明随砾石含量的增加,宽级配砾质土的结构分别为悬浮-密实、密实-骨架、骨架-空隙3种形式;随砾石含量的增大,渗透系数呈现出先略微减小然后逐渐增大、最后迅速增大的变化规律;含水率、干密度均对宽级配砾质土的渗透系数有较大的影响;在最优含水率左右,渗透系数有明显的差异,施工中应注意对含水率控制。     

大粒径砂卵石最大密度与最优砾石含量的相关特性

本文通过对砂卵石最大干密度ρ_(dmax)、最大粒径d_(max)及最优砾石含量P_(5优)之间相互关系的研究,得出了在通用的三种模拟级配条件下ρ_(damx)随d_(max)增大为单调增函数的结论,为外推法确定大粒径砂卵石最大密度提供了理论依据;并提出了确定大粒径砂卵石最优砾石含量的简便方法。     

膨胀土动剪切模量和阻尼比影响因素试验研究

通过对南水北调中线禹州段膨胀土的共振柱试验,探讨了围压及干密度对膨胀土动剪切模量及阻尼比的影响。结果表明:动剪切模量随剪应变的增大而减小,阻尼比随剪应变的增大而增大;动剪切模量比随动剪应变的变化几乎不受围压及干密度的影响;然而,围压及干密度对最大动剪切模量均有显著影响,且呈线性变化,并给出了拟合关系式。     

山西黄土击实特性分析

山西地处黄土高原地区，在水利工程、道路、城市基础设施的建设中，会大量采用黄土作为工程的填筑材料。由于黄土颗粒具有粉粒含量集中，结构疏松，质地均匀等特点，研究压实特性非常重要。对水利工程中收集的80组击实试验数据进行统计，分析了最大干密度与最优含水率、最大干密度与颗粒组成及级配的相互关系，分析结论可为进一步明确山西黄土击实特性提供参考。     

三维应力下密度对粗粒料力学特性的影响

通过4种不同初始干密度的粗粒料大型真三轴等小主应力、等比例加载固结排水剪切试验,研究了密度对三维应力状态下粗粒料力学特性的影响。试验结果表明:小主应力一定时,随着初始干密度的增大,应力曲线逐渐升高变陡,软化性增强,体缩变形减小,剪胀性增强。体变增量与大主应力方向应变增量之比即体变增量比随初始干密度的增大而减小,体变增量比从一正值逐渐减小趋向于0但>0时为应变硬化型;若体变增量比从正值减小到负值,体变从压缩变为膨胀,为应变软化型;到最小值时,体胀变形发展最快,应力达到峰值,对应于破坏状态。孔隙比随平均正应力的增大而单调减小,为硬化型曲线;若孔隙比先减小后增大,为软化型曲线;随着初始干密度的增大,孔隙比降低幅度减小,体缩变形减小,硬化性减弱。强度随初始干密度或小主应力的增大基本呈线性增大。研究成果对充分认识粗粒料的力学性能并科学进行应力变形分析、合理开展设计施工提供参考。